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Caida de Tensión en corriente alterna

En seguridad electrónica estamos acostumbrados a trabajar en lo que se llama corrientes débiles, tensiones inferiores a los 50V y usualmente de corriente continua, pero cuando se trata de transportar energía a largas distancias, veremos que lo mas eficiente es hacerlo con corriente alterna.


La de Corriente Alterna vs Corriente Continua es una batalla que se libró entre Edison y Tesla por finales del siglo 19, Edison quería electrificar todo Estados Unicos con corriente continua mientras que Tesla afirmaba la corriente alterna esa la mas eficiente para su transporte a largas distancias.


Tesla fue el impulsor de la Corriente Alterna mientras Edison de la corriente continua. Tesla se Asocio con George Westinhouse Jr mientras que Edison lo hizo con J.P. Morgan, uno de los principales banqueros de la época. No era solo una guerra de tecnologías sino económica también.



Como ya sabemos, en la actualidad todo el transporte de energía a gran escala es utilizando la corriente alterna.



Calculo de la sección del conductor en sistemas monofásicos y trifásicos


Vemos acá la formula que nos indica la sección del conductor en función de la tensión, potencia, longitud del cableado, conductividad del conductor y caída de tensión aceptada


Sistema monofásico

S= 2 . P . L / (y . U . e)


Sistema trifásico

S= P . L / (y . U . e)


Siendo:

S= sección del conductor en mm2

P= potencia en vatios

L= longitud del cable en metros

γ= conductividad del conductor (cobre 56 o 48 y aluminio 35)

U= tensión (monofásico 220 V y trifásico 380 V)

e= caída de tensión permitida por REBT (expresada en voltios)


Puesto que en seguridad nos vamos avaler de sistemas monofásicos y el objeto de esta nota es el cálculo de la caida de tensión, vamos a despejar la e en la primera de las ecuaciones.


e= 2 . P . L / (y . U. S)


Para la conductividad usaremos la siguiente tabla





Como vemos, no es solo función del material del conductor sino de la temperatura, suponiendo un caso intermedio, que el conductor standard exigido levantará temperatura, tomaremos y=48 para el cobre a 70°C.


Ejemplo en caso práctico



Vamos a tomar cámaras con un infrarrojo modelo DH-HAC-B1A11P con un consumo de 225mA en 12vcc.


Vamos a suponer que tiramos una linea de 150m que rodea la empresa y que ponemos una fuente independiente para cada cámara y tenderemos un cableado de 2×1.5mm2

así tenemos:


P= 12v x 0.225A x 1 = 2.7 W, la fuente no es 100% eficiente, con lo que podemos tomar un margen del 20% en este parámetro y considerar 3.24W


L= 150m

y = 48

U= 220v

S= 1.5


e = 2 x 3.24 x 150 / (48 x 220 x 1.5) = .06V


Una caída de solo 0.06VCA es algo despreciable frente a las propias fluctuaciones de la red eléctrica en Argentina.


En este caso, podemos incluso pensar en un cableado con conductores de 1mm y aceptar una caída de .0.09V


En conclusión:


Si utilizamos un tendido eléctrico con cable de 1.5mm a 150mts, siendo la corriente inicial al comienzo del cable la ideal 220V a los 150mts tendremos una caída de 0.06v, por lo que en el nodo ( final del cable) donde conectemos nuestra fuente de alimentación tendremos una tensión de 219.94V, ( entonces la fuente relazara las conversión de 220Vac a 12Vcc en proporción ) en esta situación no corresponde a la ideal por lo que transformara 219.64Vac a Vcc dando un voltaje de 11.94Vcc el cual recibirá la cámara; En este caso es viable, ya que este modelo de cámara según su fabricante especifica que funciona con:


Power Supply 12V DC ±30% ( Es decir de 8.4v a 15,6v ) estamos dentro de los paramaros de fabrica.


Nota Importante: si bien estamos dentro de parámetros preestablecidos de fabrica, lo aconsejable para tener una buena instalación es no exceder sobre el consumo eficiente el ±5%.


Dejamos una hoja de calculo sencilla para el calculo, ya configurada con todas sus formulas, recuerden habilidad la edición.


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